植被和气候对阿拉斯加和加拿大北部北极苔原地区多年冻土活动层厚度的影响

The active layer is the top layer of permafrost soils that thaws during the summer season due to increased ambient temperatures and solar radiation inputs. This layer is important because almost all biological activity takes place there luring the summer. The depth of active layer thaw is influenced by climatic conditions. Vegetation has also been found to have a strong impact on active layer thaw, because it can intercept incoming radiation, thereby insulating the soil from ambient conditions. In order to look at the role of vegetation and climate on active layer thaw, we measured thaw depth and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI; a proxy for aboveground plant biomass) along a latitudinal temperature gradient in arctic Alaska and Canada. At each site several measurements of thaw and NDVI were taken in areas with high amounts of vegetation and areas with little to no vegetation. Results show that the warmest regions, which had the greatest levels of NDVI, had relatively shallow thaw depths, and the coldest regions, which had the lowest levels of NDVI, also had relatively shallow thaw depths. The intermediate regions, which had moderate levels of NDVI and air temperature, had the greatest depth of thaw. These results indicate that temperature and vegetation interact to control the depth of the active layer across a range of arctic ecosystems. By developing a relationship to explain thaw depth through NDVI and temperature or latitude, the possibility exists to extrapolate thaw depth over large scales via remote sensing applications.     

阿拉斯加三月冻土和积雪的大气响应

从当年10月至翌年5月中旬,在北极和亚北极地区,冻土层和积雪层是最常见的陆地表面条件。积雪融冻和积雪深度通过对土壤的水分状况分布、过冬植物的生长及土壤水分向大气蒸发的影响从而控制着土壤的冻结过程。积雪可以使大气边界层（ABL）较为稳定,使痕量气体的纵向变化降低。被积雪覆盖的孤立土壤表面会产生大量的热交换、对流,特别是在太阳辐射显著时,会增强大气边界层的垂直交换混合。积雪覆盖区和无雪地区在能量收支方面的强烈空间反差,会产生湿气与热量的水平对流。因此,季节性积雪的存在时间和期限显著影响了大气候和小气候条件和空气质量。     

北极巴罗地区13世纪以来花粉记录的气候变迁及其与青藏高原的比较

北极阿拉斯加巴罗(Barrow)地区(70°21′N,156°40′W)位于北极滨海平原最北端,根据湖泊钻孔花粉记录,210Pb和137Se测定以及多项环境代用指标测试(有机质含量、总C和总N含量、CaCo3),并结合当地现代冻原植被、表层花粉谱、当地70a的气象记录以及有关的冰芯、树龄等资料的综合对比研究,分析了13世纪以来巴罗地区气候和环境变化历史.大约在13世纪以前,巴罗地区植被稀少,气候寒冷,其后冻原植被发育良好,并经历几次演变.结合沉积地球化学元素测试结果和其他环境代用资料研究表明,小冰期以来Barrow地区曾发生3次暖期(公元1540—1600年,1660—1730年和1880—1992)和3次冷期(公元1440—1520年,1610—1650年和1750—1850年).这些冷暖事件与青藏高原冰芯记录对比发现,虽然在高频变化上,不同地区存在着差异,但重大冷暖事件都曾出现.其中3次暖期与青藏高原古里雅冰芯和敦德冰帽中代表温度变化的δ¹⁸O值指示的暖期基本一致,证实巴罗湖芯记录的环境变化序列是可靠的.同时,古里雅和敦德冰芯记录中反映传统小冰期中的15,17,和19世纪的3次冷期,在巴罗湖芯记录中都有显示.     

住房和城乡建设部下发通知要求 做好工程设计与施工资质延续工作

·满足资质标准要求的企业有效期延续5年·有效期届满后企业未提出延续申请的,企业资质将被注销本刊讯报道为了做好建筑智能化工程、消防设施工程、建筑装饰装修工程、建筑幕墙工程设计与施工资质(以下简称"设计与施工资质")的延续工作,根据《建筑业企业资质管理规定》(建设部令第159号)和《建设工程勘察设计资质管理规定》(建设部令第160号)等有关规定,近日,住房城乡建设部办公厅发出通知,就建筑智能化     

基于GIS和RS的黔南喀斯特地区人居环境自然适应性评价

运用GIS和RS技术,建立包括地形起伏度、温湿指数、水文指数和植被指数的人居环境自然适宜性评价模型,系统评价黔南喀斯特地区人居环境自然适宜性与限制性。结果表明:①黔南喀斯特地区人居环境以临界适宜和一般适宜为主要特征,人居环境自然适宜程度大致呈现出由山地向丘陵、河谷、平原递增的趋势,其中43%的地区为一般适宜区,57%的地区为临界适宜区。②黔南州人居环境自然条件,包括地形、气候、水文和植被不同程度地对人口分布产生影响,其中气候对人口分布的限制性最强,其次是地形条件。科学评价黔南喀斯特地区人居环境自然适宜性,能够引导该区的功能定位、人口分布,促进人口与环境的协调发展。      

我国东部农村地区土壤及水环境中全氟化合物的组成特征和来源初探

关于全氟化合物(PFCs)在我国农村环境中的分布还未见相关的报道。本文利用固相萃取分离富集结合高效液相色谱-电喷雾负电离源串联质谱法分析我国东部8个农村地区土壤、地表水、地下水样品中17种PFCs的污染水平和组成特征, 并利用比值法初步判定了水环境中PFCs的污染来源。结果显示, 土壤中全氟羧酸类以PFOA为主(0.34~14.5 ng/g), 全氟烷基磺酸类以PFOS为主(0.02~0.08 ng/g);地表水中PFCs以PFOA、PFHxA、PFOS和PFBA为主(4.8~29.6、0.73~31.8、nd~7.1和nd~6.1 ng/L);地下水中PFCs主要为PFOA、PFHxA、PFBA(nd~176、nd~50.1和0.08~16.1 ng/L)。土壤及水环境中PFCs总体上呈现从南到北递减的趋势;地表水中PFCs污染源大致分为生活污水和大气沉降两大类, 其中大气沉降的贡献较大。     

鄂东南地区晚中生代侵入岩的地球化学和成因及对岩石圈减薄时限的制约

鄂东南地区侵入岩是长江中下游地区晚中生代岩浆岩带的重要组成部分,但其成因和构造背景的研究显得薄弱.本文在前期工作的基础上,开展鄂东南地区侵入岩的主量、微量和稀土元素地球化学特征的研究,探讨地球化学特征所蕴含的成因和岩石圈减薄的时限.鄂东南地区侵入岩具有高碱富钾特征,微量元素以富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)为特征.研究认为鄂东南地区中生代侵入岩不能完全归为埃达克岩,早期中(酸)性岩具有埃迭克岩的地球化学特征,晚期酸性岩明显不同于埃达克岩.鄂东南地区侵入岩的地球特征表明它们是富集地幔部分熔融形成的岩浆同化混染了下地壳物质并发生分离结晶作用的产物.结合年代学和地球化学特征,初步认为早白垩世(132～128Ma)可能是长江中下游地区岩石圈减薄高峰时间.     

鲁西地区早前寒武纪花岗岩类中镁安山质岩石系列(MA)的识别及大陆地壳生长

本文基于汇集的39个锆石SHRIMP和LA-ICP-MSU-Pb同位素年龄,186件岩石化学样品,并参考前人已有划分方案,提出鲁西地区早前寒武纪花岗岩类初步年代格架:(1)新太古代早中期(2741～2612Ma);(2)新太古代晚期(2563～2500Ma);(3)古元古代早期(2494～2435Ma)。探讨与之相对应的岩石组合和演化趋势:(1)英云闪长岩(T1)-奥长花岗岩(T2)-花岗闪长岩(G1),具奥长花岗岩演化趋势;(2)英云闪长岩(T1)-奥长花岗岩(T2)-花岗闪长岩(G1)-花岗岩(G2)-石英二长岩(QM),同时兼具奥长花岗岩演化趋势和钙碱性演化趋势;(3)花岗岩(G2)-石英二长岩(QM),具钙碱性演化趋势。基于SiO2-MgO和SiO2-FeO*/MgO关系,提出T1T2G1绝大部分具镁安山质岩石系列(MA)的性质,指示它们形成于洋俯冲环境,并结合岩石组合的类型,论证了第一、二、三期花岗岩类分别形成于岛弧、大陆边缘弧和大陆碰撞环境。进而认为,第一、二、三期花岗岩类代表了新生的初始不成熟陆壳,过渡性的半成熟陆壳和成熟的陆壳。这样,鲁西地区从新太古代早中期,经新太古代晚期,至古元古代早期的花岗岩类,记录了鲁西地区大陆地壳形成的完整的地质演化过程。     

水稻土中Hg,Cd,Pb和As的空间变异性特征及相关影响因素探讨——以四川孝泉地区为例

以四川孝泉地区水稻土为研究对象,利用地质统计学方法,系统地研究了水稻土中Hg,Cd,Pb和As含量的空间分布特征和空间变异性特征,就可能的影响因素进行讨论并得出结果:1)孝泉地区水稻土中Hg,Pb和As含量的空间自相关尺度分别为10.4km,3.8km和5.1km,且为中等程度相关;Cd在所研究的尺度上不表现明显的空间相关性。2)城镇生活、生产废弃物无序排放,铁路、公路运输,农业施肥、灌溉等因素对孝泉地区水稻土中Hg,Cd,Pb和As含量的空间变异性均有不同程度的影响。3)运用地质统计学方法处理多目标地球化学调查数据能有效地提取地球化学变量的空间结构信息并能在不同尺度上检验取样网度的合理性。     

鄂尔多斯盆地苏台庙地区砂岩地球化学环境和常量元素特征及对铀成矿的指示意义北大核心CSCD

为研究砂岩型铀矿与古层间氧化带之间的关系,本文通过对鄂尔多斯盆地苏台庙地区直罗组下段上亚段砂岩的地球化学环境和常量元素进行规律总结与讨论。将古层间氧化带进一步细分为古氧化残留带、二次还原带、叠置带和原生带等4个亚带,总结了各亚带地球化学环境指标特征,揭示了各亚带常量元素的演化规律,其中Si、Al、Fe和Ca活动性较强,Na、Mg和Ti活动性其次,而K、Mn和P较稳定。研究认为,该地区砂岩依次经历了成岩作用、古氧化作用、主成矿期铀成矿作用、二次还原作用和叠加铀成矿作用等,且未曾经历大幅沉降和显著构造热事件。研究区铀成矿作用与还原介质和Ca含量关系最密切,其次是Si、Fe、Ti,铀矿勘查应以叠置亚带为重点,兼顾二次还原亚带。     

北极阿拉斯加春季积雪中汞的时空分布及其来源分析

开展北极雪冰中汞分布特征及其来源的探究,不仅可以丰富冰冻圈汞生物地球化学循环的认识,而且对评估北极环境中汞的潜在暴露风险具有现实意义。在2017年4月至5月对美国阿拉斯加的积雪进行大范围样品采集,探讨了该区域积雪中汞的空间分布特征及其成因、汞的沉降后过程以及潜在来源分析。研究表明:积雪中汞的空间分布受大气汞亏损事件(AMDEs)及人为源的共同影响,毗邻北冰洋海岸(如巴罗)积雪中总汞(THg)浓度较高,接近人为源的山地表层雪中THg浓度较高。巴罗雪坑中THg浓度随深度增加呈下降趋势。积雪中主要阴阳离子与THg的相关性分析表明,阿拉斯加积雪中THg的空间分布可能主要受北冰洋海盐气溶胶以及人类活动的影响。     

多年冻土区输油管道工程中的(差异性)融沉和冻胀问题

多年冻土区石油和经济开发不断推动输油管道技术的发展,但是多年冻土区输油管道的(差异性)融沉和冻胀问题仍是关键性难题.寒区管道设计和施工必须考虑沿线的地形和环境条件对冻胀和融沉,以及相应的管道工程基础和结构整体性的影响.阿拉斯加输油管道工程取得成功的原因在于充足的科研投入、讨论和决策时间,以及最终采用的一系列创新设计来保护多年冻土和抑制融沉.这些研究围绕的关键问题是温热油管在多年冻土中的水热效应和差异性融沉和冻胀所导致的管道变形破坏,这些研究对可能出现问题的及早发现、充分理解和正确预测以及最终合理的设计、施工和维护至关重要.罗曼井和格拉线环境温度输油管道在20a左右的运营中,冻胀和融沉都比较显著.准确预测管道和围岩土的冻胀和融沉需要详细的观测研究和模拟试验相结合.在预测的基础上,针对具体问题抑制融沉和冻胀.成功设计、施工和运行寒区输油管道需要科学家、工程师、业界人士和管理部门密切合作.     

阿拉斯加输油管的设计和施工方式方案变更过程及其背后的原因和哲学思想

阿拉斯加输油管道公司曾经研发和使用了3种主要施工方案和技术:传统地埋式、特殊埋设和地上敷设方式.在传统地埋式施工方案中,管顶埋深变化于0.9~2.7 m.这主要是考虑了地形变化,而不是沿途的岩性和土壤类型.在特殊埋设方案中,在原油管道必须埋设的地段,如大规模动物迁徙常用地段则使用通道冷液循环降(保)温系统和(或)热管(桩)降(保)温,来保护多年冻土.地上敷设方案包括桩基架设和地上洁净砾石管堤(垫护层).后者只在管道进入和离开多年冻土时采用.架设桩基横梁方案中使用有或没有热管保温的垂直支架梁(单元)(VSM).在初步规划和设计阶段,管道的业主公司(即横穿阿拉斯加管道系统,或TAPS)和随后的阿拉斯加管道服务公司(APSC)不容商量的坚决要求100%的埋设方案.但是,随着勘察工作的进展和设计方案的细化,施工设计方案在不断变化.1977年管道施工结束时,只有57%的管道采用了埋设方式.管道运行30 a后的今天(考虑运行期间维护中所产生的问题),很多经验丰富的工程师认为53%的埋设可能更合理.设计和施工方案变更的原因主要有:1)为了获得通过联邦政府所属的土地所需的许可证,政府有特殊的规定和要求;2)管道公司的设计、施工和管理人员进行了现场野外调查、研究,并积极参与了详细设计和研发;3)美国环境政策法案(NEPA)的最新要求(启用了核准制).阿拉斯加管道服务公司是7家主要石油公司的服务机构.由于这个项目的巨大规模和所涉及的高昂费用,致使各大石油公司的工程师非同寻常程度的参与.在文章中,笔者论述了与阿拉斯加管道施工有关的阿拉斯加管道服务公司、美国联邦和阿拉斯加州政府相关组织机构的形成历史,管道设计演变过程及其背后的哲学思想,以及阿拉斯加管道工程项目的经验和教训.     

国外水资源开发利用的经验教训

合理开发和利用水资源是西部大开发成功的关键。通过对美国水资源管理政策的演化及前苏联的“咸海生态灾难”的研究，总结其正反二方面的经验教训，以进一步提高水资源开发决策的科学性。     

冻土工程与环境研究的新进展——第八届国际冻土工程会议回顾

2009年10月在西安召开第八届国际冻土工程会议, 就冻土地区工程设计与建设、季节冻土区工程冻害防治、冻土物理力学特性、 模型发展及其应用、寒区气候、环境及冷生变化、多年冻土水文学、寒区水资源和土地应用等主要议题进行了广泛交流, 报告了近年来冻土工程与环境研究方面的一些新进展. 从冻土工程设计、施工和评价、普通冻土研究、冻土的物理力学性质、冻土模型发展及应用、 气候变化及冰冻圈环境等方面对该次会议交流的成果进行了总结. 与会研究者认为今后的研究一方面要加强理论研究、工程措施机理研究;另一方面要加强寒区环境对气候变化的响应及反馈、以及环境变化与冻土工程措施之间的相互作用研究.     

青藏公路沿线多年冻土变化及环境意义(英)

The permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau(QTP) is unstable and sensitive to thermal disturbance due to the combined influences of anthropogenic forcing and global warming on the unique environmental background for permafrost development and preservation. Observations in about 40 years show natural and engineering environments of permafrost region along Qinghai-Tibet Highway(QTH)have changed significantly. The change of permafrost environments on the plateau will result in the remarkable shifts of physical geography and engineering geological environments. In addition, permafrost on the QTP responses actively and feedbacks to global climatic changes significantly. The study of permafrost on the plateau is no less important than the Arctic and Antarctic, and also provide a valuable linkage of climatic and environmental change studies between the other two poles. As the development of the plateau and adjacent areas in large scale is eminent, permafrost as the most important natural environmental factor, its stability and possible changes are extremely important in regional economical development. Therefore, the prediction of these changes and reasonable assessment of permafrost engineering conditions on the plateau based on permafrost monitoring are indispensable for the healthy and sustainable economical development in these regions.     

高原高寒多年冻土区的桥梁施工技术

针对青藏高原高寒、缺氧等特点,以及青藏铁路多年冻土的特殊性与复杂性,通过实践与理论讨论,详细地制订出了在高原高寒多年冻土区桥梁工程施工中的技术措施和施工工艺.在青藏高原的多年冻土区,由于桥梁及工程建筑物的修建,将改变原有的温度场、应力场、以及冻土层的水热交换.因此,选择合理的施工季节、施工方法和采取必要的施工措施,是减少施工对多年冻土热扰动的必要措施.     

从第三极到北极： 多年冻土碳循环研究进展

多年冻土区储存着大量的土壤有机碳, 其碳库变化及生态系统碳反馈机制是当前全球气候变化研究中备受关注的热点问题。为了增强对多年冻土碳循环的认识, 通过综合第三极和北极地区多年冻土碳循环研究, 概述了土壤有机碳库大小、 脆弱性及生态系统碳交换过程, 分析了涉及大气、 海洋和陆地综合影响的多年冻土区生态系统碳循环。研究表明： 第三极和北极多年冻土区碳储量不确定性较大, 影响和控制有机碳分解和生态系统碳交换的生物地球化学过程仍需进一步研究, 进而改进生态系统碳循环相关的模拟研究。在全球气候变化背景下, 研究多年冻土碳库变化及其对气候变化的响应, 是预估未来气候变化的关键环节。     

热泵在多年冻土地区工程中的应用

The inclement climate and permafrost have a strong influence on human activities and life in cold regions. It is important to adjust to these conditions in such a way as to minimize adverse environmental impacts. In order to maintain the ecological equilibrium, various technologies have been developed which involve the use of the natural cold for solving difficult engineering problems. Heat pumps hold much promise in this context. They can help protect the environment from the thermal effects of human activities and, unlike the conventional refrigeration devices; the produced heat can be utilized. They also provide a solution to another problem vitally important for the northern regions - saving of fuel and energy resources. In case of global warming with an increasing need for artificial refrigeration, the use of heat pumps will be the most economical solution, preventing catastrophic loss of structural stability virtually without additional costs.